Leyes de Newton – Cuales son las tres leyes, formulas y ejemplos

Las tres leyes de Newton del movimiento  describen el movimiento de los cuerpos masivos y cómo interactúan. Al formular las tres leyes de Newton simplificó el tratamiento de los cuerpos masivos considerándolos como puntos matemáticos sin tamaño ni rotación permitiendo ignorar factores como la fricción, la resistencia al aire, la temperatura, las propiedades del material y concentrarse en fenómenos que pueden ser descritos únicamente en términos de masa, longitud y tiempo.

Consecuentemente, las tres leyes de Newton no pueden ser usadas para describir con precisión el comportamiento de la materia en objetos grandes rígidos o deformables aunque en muchos casos proporcionan aproximaciones bastante exactas.

 

Newton era uno de los científicos más influyentes cuyas ideas se convirtieron en la base de la física moderna pudiendo probar algunas ideas que sólo habían sido teorías en el pasado. Aunque es mas conocido por su trabajo en el estudio de la gravedad y el movimiento de los planetas.

Newton publicó sus leyes en 1687 en su obra Principios Matemáticos de la Filosofía Natural en la que formalizó la descripción de cómo los cuerpos masivos se mueven bajo la influencia de fuerzas externas.

Las leyes de Newton pertenecen al movimiento de cuerpos masivos en un marco de referencia inercial que se puede describir como un sistema de coordenadas tridimensionales que es estacionario o en movimiento lineal uniforme, es decir, que no se acelera ni gira. Encontró que el movimiento dentro de un marco de referencia tan inercial podría ser descrito por tres simples leyes.

Las tres leyes han sido verificadas por innumerables experimentos a lo largo de los últimos tres siglos, y siguen siendo ampliamente utilizadas en la actualidad para describir los tipos de objetos y velocidades que encontramos en la vida cotidiana. Forman la base de lo que ahora se conoce como mecánica clásica, que es el estudio de objetos masivos que son más grandes que las escalas muy pequeñas dirigidas por la mecánica cuántica.

 

Primera Ley del Movimiento de Newton

“Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo, y un cuerpo en movimiento permanecerá en movimiento a menos que sea actuado por una fuerza externa“.

Esto simplemente significa que las cosas no pueden empezar, parar o cambiar de dirección por sí solas. Hace falta una fuerza actuando sobre ellos desde el exterior para causar tal cambio.

Del mismo modo, si el objeto está en reposo, permanecerá en reposo a menos que una fuerza desequilibrada actúe sobre él. La Primera Ley del Movimiento de Newton es también conocida como la Ley de Inercia.

Básicamente lo que la Primera Ley de Newton está diciendo es que los objetos se comportan de manera predecible. Si una pelota está sobre su mesa, no va a empezar a rodar o a caerse de la mesa a menos que una fuerza actúe sobre ella para que lo haga. Los objetos en movimiento no cambian de dirección a menos que una fuerza haga que se muevan de su camino.

Si desliza un bloque sobre una mesa, eventualmente se detiene en lugar de continuar para siempre. Esto se debe a que la fuerza de fricción se opone al movimiento continuo. Si tiras una pelota en el espacio, hay mucha menos resistencia, así que la pelota continuará hacia adelante por una distancia mucho mayor.

 

 

Segunda Ley del Movimiento de Newton

“La fuerza que actúa sobre un objeto es igual a la masa de ese objeto multiplicada por su aceleración”.

Esto se escribe en forma matemática como F = ma, donde F es fuerza, m es masa, y a es aceleración. Indican que la fuerza y la aceleración son magnitudes vectoriales, lo que significa que tienen tanto magnitudes como dirección. La fuerza puede ser una sola fuerza, o puede ser la suma vectorial de más de una fuerza, que es la fuerza neta después de que se combinan todas las fuerzas.

Cuando una fuerza constante actúa sobre un cuerpo masivo, hace que éste acelere, es decir, que cambie su velocidad a un ritmo constante. En el caso más sencillo, una fuerza aplicada a un objeto en reposo hace que se acelere en la dirección de la fuerza. Sin embargo, si el objeto ya está en movimiento, o si esta situación se ve desde un marco de referencia móvil, ese cuerpo podría parecer que acelera, ralentiza o cambia de dirección dependiendo de la dirección de la fuerza y de las direcciones en las que el objeto y el marco de referencia se mueven el uno al otro.

Otra manera de declarar la Segunda Ley es decir que se necesita más fuerza para mover un objeto pesado que para mover un objeto ligero. La ley también explica la desaceleración o ralentización. Se puede pensar en la desaceleración como una aceleración con un signo negativo.

Por ejemplo, una bola rodando cuesta abajo se mueve más rápido o acelera a medida que la gravedad actúa sobre ella en la misma dirección que el movimiento (la aceleración es positiva). Si una bola se enrolla en una colina, la fuerza de gravedad actúa sobre ella en la dirección opuesta al movimiento (la aceleración es negativa o la bola se desacelera).

Se necesita una fuerza adicional menor para propulsar un pequeño yate en el mar que para propulsar un superpetrolero porque este último tiene una masa mayor que el primero.

 

 

Tercera Ley del Movimiento de Newton

“Por cada acción, hay una reacción igual y opuesta“.

Esta ley describe lo que le sucede a un cuerpo cuando ejerce una fuerza sobre otro cuerpo. Las fuerzas siempre ocurren en pares, por lo que cuando un cuerpo empuja contra otro, el segundo cuerpo empuja hacia atrás igual de fuerte.

Lo que esto significa es que al empujar un objeto hace que el objeto se vuelva contra usted, exactamente la misma cantidad, pero en la dirección opuesta. Por ejemplo, cuando están parados en el suelo, están empujando hacia abajo en la Tierra con la misma magnitud de fuerza que ellos están empujando hacia ustedes.

Por ejemplo, cuando empujas un carro, el carro te empuja hacia atrás; cuando tiras de una cuerda, la cuerda te tira hacia atrás; cuando un cohete enciende su combustible detrás de él, los gases de escape en expansión empujan el cohete haciendo que se acelere.

Una pelota lanzada al suelo ejerce una fuerza descendente. El suelo en respuesta ejerce una fuerza ascendente sobre la pelota haciéndola rebotar.

Una persona es incapaz de caminar en el suelo sin la fuerza de fricción del suelo. Cuando da un paso adelante, ejerce una fuerza hacia atrás en el suelo. El suelo responde ejerciendo una fuerza de fricción en la dirección opuesta que permite al caminante avanzar mientras da un paso más con su otra pierna.

Si un objeto es mucho, mucho más masivo que el otro, particularmente en el caso del primer objeto anclado a la Tierra, prácticamente toda la aceleración se imparte al segundo objeto, y la aceleración del primer objeto puede ser ignorada con seguridad.

Por ejemplo, si estuvieras parado con unos patines puestos y tiraras una bola de bolos hacia adelante, empezarías a retroceder a una velocidad notable.

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